JP2002273755A

JP2002273755A - 電動射出成型機

Info

Publication number: JP2002273755A
Application number: JP2001081939A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tsutsui; 健司筒井; Akihiro Maekawa; 明寛前川; Tadashi Murata; 直史村田; Junji Murase; 淳治村瀬
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】金型形状に応じた最適ゲインを調整する電動
射出成型機を提供する。【解決手段】入力された金型形状に関するデータに基
づいて、当該金型形状に適したフィードバック制御にお
いて用いられるゲインの値を求め、そのゲインの値に基
づき制御されることを特徴とする電動射出成型機を提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータが射出
スクリュを進退駆動し、位置や、速度や、圧力などに基
づいて電動モータを制御する電動射出成型機の制御方法
とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の射出成型機について、図６〜図７
を用いてその構造と動作について説明する。従来の射出
成型機は、２つの金型４０１、４０２を重合し、金型４
０１、４０２間に形成された空間内へと原料樹脂４０３
を射出供給して所望形状の樹脂製品を成型する。このた
め、射出成型機は、２つの金型４０１、４０２を重合す
る型締め装置４１０と、金型４０１、４０２間に形成さ
れた空間内に原料樹脂４０３を射出供給する射出装置４
２０とを含んでいる。なお、ここでは、金型４０１を凹
状に、金型４０２を凸状に形成している。

【０００３】型締め装置４１０は、一方の金型４０１を
取り付けてベース４３１上に固定されている固定ダイプ
レート４１１と、他方の金型４０２を取り付けて固定ダ
イプレート４１１に対して接離する方向に移動可能な移
動ダイプレート４１２と、一端を固定ダイプレート４１
１に他端を連結プレート４１３にそれぞれ連結されて移
動ダイプレート４１２の移動を案内しているタイバー４
１４と、移動ダイプレート４１２を駆動するブーストシ
リンダ４１５とを含んでなる。

【０００４】ブーストシリンダ４１５が作動すると（図
６（ｂ）を参照のこと）、タイバー４１４が、移動ダイ
プレート４１２を案内して金型４０２を金型４０１に対
して接離する方向に移動し、金型４０１、４０２の重合
時には、ブーストシリンダ４１５が、金型４０２を金型
４０１に押圧して金型４０１、４０２内の空間への樹脂
圧に対抗できるように作動する。なお、移動ダイプレー
ト４１２は、成型後に凸状の金型４０２側に嵌着した樹
脂製品４０４を取り出すための押出シリンダ４１６を含
んでいる。

【０００５】一方、射出装置４２０は、先端にノズル４
２１を備えた射出シリンダ４２２と、射出シリンダ４２
２の内部に進退可能及び回転可能に内挿された射出スク
リュ４（詳細は図２を参照のこと）と、射出シリンダ４
２２内の原料樹脂４０３を加熱するヒータ４２４と、ベ
ース４３２上に固定された台（駆動装置台）４２５と、
台４２５上に固定されて射出シリンダ４２２を支持して
いる固定フレーム４２６と、台４２５上に移動可能に装
備されて射出スクリュ４と結合している移動フレーム４
２７と、移動フレーム４２７に設けられ射出スクリュ４
を回転駆動するスクリュ回転モータ４２８と、固定フレ
ーム４２６と移動フレーム４２７との間に設けられ、移
動フレーム４２７と共に射出スクリュ４を軸線方向に移
動する射出スクリュ移動機構４２９と、射出シリンダ４
２２内に原料樹脂４０３を供給するためのホッパ４３０
とを含んでなる。

【０００６】なお、台４２５と固定ダイプレート４１１
との間に、台４２５を射出シリンダ４２２の軸方向に移
動してノズル４２１の位置を前後に進退調整するための
ノズル前後シリンダ４３３を含んでいる。これにより、
スクリュ回転モータ４２８が射出スクリュ４を回転する
ことにより、ホッパ４３０からのペレット状の原料樹脂
４０３を射出シリンダ４２２内に導入し、この原料樹脂
４０３を前方へ送ることができる。この際、ヒータ４２
４が原料樹脂４０３を過熱することで原料樹脂４０３を
融解する。そして、ノズル４２１部分に溜まった溶融樹
脂を、射出スクリュ移動機構４２９が作動して射出スク
リュ４を前進させることにより、金型４０１、４０２内
に射出できる。

【０００７】このように、射出成型機は、図６（ａ）〜
（ｃ）と図７（ａ）〜（ｃ）に示す動作により、図６に
示すステップにより射出成型を行っている。まず、移動
ダイプレート４１２を図６（ａ）に示すような原位置に
設定し（原位置設定工程、図６のステップＳ１）、移動
ダイプレート４１２を図６（ｂ）に示すように移動して
金型４０１、２を重合する型閉じを行う（型閉じ工程、
図６のステップＳ２）。

【０００８】次いで、金型４０１、４０２を圧着した状
態で、スクリュ回転モータ４２８及びヒータ４２４を作
動し、ホッパ４３０に投入したペレット状の原料樹脂４
０３を溶融しながら送給し、ノズル４２１部分に１ショ
ット分の溶融樹脂を溜めた上で、図６（ｃ）に示すよう
に、射出スクリュ移動機構４２９が作動して射出スクリ
ュ４を前進し、溶融樹脂を昇圧しながら金型４０１、４
０２内に溶融樹脂を射出する（昇圧、射出工程、図６の
ステップＳ３）。

【０００９】このように、金型４０１、４０２内に溶融
樹脂を注入したら、タイマ等を用いて所定の時間だけ昇
圧した圧力状態を保って（保圧工程、図６のステップＳ
４）、金型４０１、４０２を冷やして樹脂を固める。こ
の樹脂が固まる際に、樹脂が収縮して体積が減るので、
図７に示すように、射出スクリュ４を回転して一定圧力
で樹脂を再射出することにより、樹脂収縮分を補填する
（冷却、計量工程、図６のステップＳ５）。

【００１０】冷却、計量工程が完了したら（図６のステ
ップＳ６）、図７（ｂ）に示すように、移動ダイプレー
ト４１２を移動して金型４０１、４０２を隔離する型開
きを行って（型開き工程、図６のステップＳ７）、図７
（ｃ）に示すように、押出シリンダ４１６が作動し、凸
状の金型４０２側に嵌着した樹脂製品４０４を押し出し
て取り出す（製品押し出し工程、図６のステップＳ
８）。その後は、成型終了判定（図６のステップＳ９）
を行うまで、再び、上記の型閉じ工程（図６のステップ
Ｓ２）〜製品押し出し工程（図６のステップＳ８）を実
施する。

【００１１】このような射出成型を行う射出成型機とし
ては、射出スクリュ移動機構４２９に射出シリンダなど
の流体圧シリンダを用いた油圧射出成型機の他に、射出
スクリュ移動機構４２９に電動モータを用いた電動射出
成型機がある。電動射出成型機は油圧射出成型機に比べ
て、射出スクリュの進退をより精度よく、また様々な形
態で制御可能であるメリットを有する。

【００１２】電動射出成型機が上述のように射出成型を
行う際には、樹脂を金型に充填する昇圧、射出工程（図
６のステップＳ３）では、充填の最中に樹脂温度が下が
ると樹脂が固化してしまうため、この樹脂充填時には射
出スクリュを速度制御してこれを防いでいる。また、樹
脂充填後の保圧工程及び冷却、計量工程（図６のステッ
プＳ４、Ｓ５）では、樹脂の冷却による収縮を補正する
ための保圧が可能なように射出スクリュを圧力制御す
る。

【００１３】つまり、樹脂の充填工程（昇圧、射出工
程）では、射出スクリュの進退方向への移動速度が目標
とする速度になるように、射出スクリュを進退駆動する
電動モータを制御している。また、樹脂充填後の保圧工
程等では、射出スクリュによる樹脂の圧力が目標とする
圧力になるように、射出スクリュを進退駆動する電動モ
ータを制御している。

【００１４】このため、成型工程中に、射出スクリュの
駆動を速度制御から圧力制御へと制御モードを切り替え
ることが必要となる。従来は、この速度制御と圧力制御
との切り替え（以下、「Ｖ／Ｐ切り替え」と呼ぶ）を射出
スクリュの位置に応じて行っており、熟練作業者が、手
動により射出成型を数回実施して良質の成型を実施でき
た時の作業工程を基にして、この切り替え基準となる射
出スクリュ位置を設定していた。

【００１５】図７において、上記の具体例として、従来
の射出成型時における射出スクリュの進退方向へ制御を
行う制御ブロック図を示している。従来の制御装置で
は、速度制御については、モータ位置（回転角度）の目
標値である位置指令値Ｘｒと、モータ位置（回転角度）
の実測値である位置検出値Ｘとの偏差（Ｘｒ−Ｘ）を算
出し（加算器１７１）、ゲイン処理部１７２において、
この偏差（Ｘｒ−Ｘ）に位置比例ゲインＫｐを乗算して
速度対応の指令値[Ｖｒ＝Ｋｐ（Ｘｒ−Ｘ）]に変換す
る。そして、この速度指令値Ｖｒと、モータ速度（回転
速度）の実測値である速度検出値Ｖとの偏差（Ｖｒ−
Ｖ）を算出し（加算器１７３）、速度制御部１７４にお
いてこの偏差（Ｖｒ−Ｖ）に基づいてモータ指令値（電
流指令値）を設定し出力する。

【００１６】また、制御装置では、圧力制御について
は、金型内の圧力（樹脂圧力）の目標値である圧力指令
値Ｐｒ１、Ｐｒ２を設定する。これらの一方の圧力指令
値Ｐｒ１は、速度制御時に金型内の圧力の過剰な上昇を
規制して速度制御から圧力制御への切り替えを行い、他
方の圧力指令値Ｐｒ２を圧力制御時に用いている。

【００１７】そこで、切り替え部１７５において、Ｖ／
Ｐ切り替え信号に基づいて、速度制御時（Ｖ制御時）に
は圧力指令値Ｐｒ１を選択し、圧力制御時（Ｐ制御時）
には圧力指令値Ｐｒ２を選択する。選択した圧力指令値
Ｐｒ１又はＰｒ２（以下、「Ｐｒ」とする）と、金型内の
圧力の実測値である圧力検出値Ｐとの偏差（Ｐｒ−Ｐ）
を算出し（加算器１７６）、圧力制御部１７７において
この偏差（Ｐｒ−Ｐ）に基づいてモータ指令値（電流指
令値）を設定し出力している。

【００１８】このような速度制御部１７４からのモータ
指令値と圧力制御部１７７からのモータ指令値とを切り
替え部１７８が切り替えるが、切り替え部１７８では、
これらのモータ指令値のうち小さい方を選択する（ロー
セレクト）。これは、速度制御の末期には射出スクリュ
の位置が充填完了状態に近づくと共に温度低下によって
樹脂材料の粘性が高まり、位置指令値Ｘｒと位置検出値
Ｘとの偏差（Ｘｒ−Ｘ）が縮まりにくくなるので、速度
指令値Ｖｒは小さくならないまま実速度は低下してい
き、速度制御部１７４からのモータ指令値は増大する。

【００１９】上記のように速度制御と圧力制御とをモー
タ指令値のローセレクトで切り替える技術は、特開平４
−３６９５２０号公報や特許第２６６０６３６号公報に
も開示されている。また、実公平６−２８２５３号公報
には、保圧時にサーボモータの速度を制御することによ
り、樹脂圧力を制御する速度制御回路と、位置検出手段
からの情報に基づきサーボモータの位置と速度とを制御
する位置制御回路と、保圧時の保圧指令信号と圧力セン
サから出力する実保圧値との偏差量に基づく速度指令値
制御する速度制御回路とを、スイッチング回路により自
動切り替えするものが開示されている。

【００２０】一方、この速度制御と圧力制御との切り替
え（Ｖ／Ｐ切り替え）を射出スクリュの位置に応じて行
う技術もある。この場合、切り替え基準となる射出スク
リュ位置は、熟練作業者が手動により射出成型を数回実
施して、良質の成型を実施できた時の作業工程に基づい
て設定している。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の制御方法では、射出制御のための制御パラ
メータである速度ゲイン及び圧力ゲインは、それぞれ一
定値を使用している。このため、作業者が、ある一定値
である速度ゲイン及び圧力ゲインにおいて試行錯誤した
後に、改めてそれぞれのゲインを経験により調整して、
良品成型のための最適条件出しを行っており、時間を要
するという問題があった。また、このような制御パラメ
ータは金型の形状や大きさ等に依存するため、熟練した
作業者であっても、金型形状に応じた最適な速度ゲイン
及び圧力ゲインを行うことは容易ではない。また、調整
の際に作業者が、入力すべき制御パラメータ値を誤る可
能性がありうる。このような場合には、装置や金型の破
損等の問題がさらに発生する場合もありうる。

【００２２】本発明は、このような問題に鑑み、射出工
程で使用される金型形状に応じて自動的に制御すること
を特徴とする電動射出成型機を提供するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力された金
型形状に関するデータに基づいて、当該金型形状に適し
たフィードバック制御において用いられるゲインの値を
求め、そのゲインの値に基づき制御されることを特徴と
する電動射出成型機を提供する。ここで、前記金型形状
に関するパラメータをｎ個含み、前記ｎ個のパラメータ
のそれぞれの数値範囲をｍ個に区分して、ｍⁿ個（ｍ及
びｎは正の整数）の異なるか同一のゲインの値を含むテ
ーブルを予め作成し、該テーブルから前記金型形状に適
したゲインを求めることを特徴とする態様や、金型形状
とゲインの値の関係がテーブルで表されることを特徴と
する態様や、前記入力された金型形状に関するデータが
ｘ、ｙであるとき、最適速度比例ゲインＦｖ及び最適な
圧力比例ゲインＦｐを、Ｆｖ＝ｆ（ｘ、ｙ）及びＦｐ＝
ｇ（ｘ、ｙ）として表現される関数により求めることを
特徴とする態様が好適に挙げられる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１〜図５を参照して、本発明の
電動射出成型機について説明する。本実施例において
は、予め準備したテーブルにより、電動射出成型機の制
御のための最適なゲインを選択し、また、センサからの
信号に応じて最適なゲインを変更して制御を行う。

【００２５】図１に、本発明によるインラインスクリュ
式電動射出成型機（以下、「電動射出成型機」と略称す
る）１を示す。この電動射出成型機１は、成型空間Ｃを
形成する固定金型２および可動金型３と、前記固定金型
２に接離可能に設けられて前記成型空間Ｃ内に溶融材料
を射出充填する射出スクリュ装置４と、この射出スクリ
ュ４とともに進退動作を行う可動部５と、ボールネジ６
ａ、６ｂと、ロードセル７ａ、７ｂと、モータ８ａ、８
ｂと、アンプ９ａ、９ｂと、制御コントローラ１０と、
ボールナット１１と、加熱筒１２と、モータ８ａ、８ｂ
からの動力をボールネジ４や可動部５やボールナット１
１を介して射出スクリュ４へと伝達している回転駆動部
１３ａ、１３ｂとを含んでなる。

【００２６】また、前記射出スクリュ４近傍を拡大した
ものを図２に示す。この射出スクリュ４近傍には、前記
固定金型２への溶融材料の射出孔となるノズル１６を先
端に備えて射出材料を加熱溶融する加熱筒１２と、樹脂
の充填圧力を検知する型圧力センサ１４ａと、ノズル圧
センサ１４ｂと、ノズル部射出圧センサ１４ｃと、射出
圧センサ１４ｄとを含んでいる。

【００２７】射出スクリュ４は、図２に示すように、電
動モータ８（サーボモータ、単にモータとも呼ばれる）
によって、前後方向に進退駆動するようになっている。
電動モータ８と射出スクリュ４との間には、電動モータ
８の回転を減速し、さらに直線運動に変換して射出スク
リュ４に伝達する動力伝達機構１７を備えている。この
ような回転運動を直線運動に変換する機構としては、上
述したように、ボールネジ軸４とボールナット１１から
なるボールネジ機構を用いることができる。つまり、電
動モータ８とボールネジ４とをいずれも回転自在で軸方
向に移動しないように支持し、電動モータ８とボールネ
ジ４との間に電動モータ８の回転を減速してボールネジ
４に伝達する機構を設け、ボールナット１１を射出スク
リュ４の進退方向に向け、ボールネジ４とボールナット
１１とを螺合させる。これにより、電動モータ８がボー
ルネジ４を回転させると、ボールネジ４に螺合するボー
ルナット１１を介して射出スクリュ４をその進退方向に
移動させることができる。

【００２８】次に、本発明の電動射出成形機１を用いた
制御ステップについて、図３を用いて説明する。ます、
成型に使用する金型２、３を選択する（ステップ３
０）。そして、金型２、３を電動射出成型機１へと取り
付けると、射出スクリュ４の制御に必要なゲインを含む
テーブルの集合から、この金型２、３の形状に応じたテ
ーブルを自動的に選択する（ステップ３２）。このテー
ブルは、例えば、図４（ａ）及び（ｂ）に示すような速
度比例ゲイン及び圧力比例ゲインの２つを含みうる。こ
の場合の例では、テーブルは、金型２、３により成型さ
れる成型品の肉厚に相当する長さと、金型２、３により
成型される成型品の曲げの数に相当する接点数とに基づ
いて、それぞれの条件に応じた複数の異なる最適ゲイン
のデータを備えている。ここで、成型品の肉厚に相当す
る長さとは、成型品の肉厚の平均値や最小値などの成型
品の肉厚に関する特徴的な長さを意味する。また、接点
数とは、単純な例としては、金型２、３により成型され
る成型品が直方体であれば接点数は１であり、Ｌ字型で
あれば接点数は２となることを意味している。また、長
さの減少及び接点数の増加に伴い、速度比例ゲイン及び
圧力比例ゲインの値が増加するのは、接点数が増加する
ほど金型内を樹脂が流動するときの抵抗が大きくなるた
めである。したがって、このような場合には、樹脂圧に
対する制御の応答性を高めるようにゲインの値を大きく
することが好ましい。

【００２９】ここでは、ゲインの制御のために、長さ及
び接点数の２つを制御パラメータとしたテーブルを使用
している。しかしながら、このゲイン制御のためのテー
ブルは２つの制御パラメータからなる２次元のテーブル
に限定されるものではない。制御パラメータとしては、
長さ及び接点数以外にも、射出材料及びその粘度や、金
型の大きさ等を使用することができる。一般的には、前
記金型形状に関するパラメータをｎ個含み、前記ｎ個の
パラメータのそれぞれをｍ個の数値範囲に区分したｍⁿ
個（ｍ及びｎは正の整数）の最適なゲインの値を含むテ
ーブルとなることが理解される。ここで、図４（ａ）及
び図４（ｂ）は、ｎ＝２及びｍ＝３（３ ²＝９）とした
場合に対応している。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）
のテーブルに示されているゲインの値は、テーブル内に
同一のゲインを含んでいるが、それぞれ異なるゲインの
値を含んでいてもよい。

【００３０】さらに、このテーブルで使用する長さ及び
接点数に応じた速度比例ゲイン及び圧力比例ゲインにつ
いて図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて説明する。この場
合、最適な速度比例ゲイン及び圧力比例ゲインは、長さ
が１ｍｍ未満と１ｍｍ〜１０ｍｍと１０ｍｍ以上との３
条件と、接点数が１〜３と、４〜６と、７以上の３条件
からなる３行３列の行列で表現されている。例えば、長
さが５ｍｍで、接点数が５であるような金型２、３を使
用する場合には、最適な速度比例ゲイン及び圧力比例ゲ
インは、それぞれ４及び０．４となる。

【００３１】このようなテーブルから、最適な速度ゲイ
ン及び圧力ゲインを自動的に選択する手段については、
例えば、金型２、３を電動射出成型機１に取り付ける際
に、金型２、３にバーコードやＩＣチップ等のコンピュ
ータに読み取り可能な記録媒体を介して、金型２、３が
選択されていることを示す信号を電動射出成型器１へと
自動的に読み取らせる手段（図示せず）を備えているこ
とが好ましい。なお、ここでは、金型２、３の形状に応
じて選択する場合を例として以下に説明するが、本発明
は、これに限定されず、例えば、金型の大きさや樹脂材
料の種類等に応じて選択できるようにしてもよい。

【００３２】次に、射出スクリュ４の制御を行うため、
まず速度制御を選択する（ステップ３４）。速度制御の
選択は、後述する図５において、コンピュータの演算部
から出力されるＶ／Ｐ切替信号を切り替え器５７へと伝
送することにより行う。

【００３３】このＶ／Ｐ切替信号が切り替え器５７に伝
送されるのに伴い、選択したテーブル内の速度比例ゲイ
ンが選択される。そして、射出工程が開始される。射出
工程中は、射出スクリュ４の物理量をセンサにより常時
モニタする。ここでは、射出スクリュの物理量として位
置及び圧力についてセンサによりモニタしている。この
センサからの信号に応じて、自動的に選択したテーブル
内の速度比例ゲインから最適ゲイン（例えば、図４
（ａ）において、１０ｍｍ以上で接点数４〜６の場合に
は、最適ゲイン３）を選択する（ステップ３６）。

【００３４】次に、センサがある閾値を超えた場合に、
射出スクリュ４の制御を速度制御から圧力制御へと切り
替える（ステップ３８）。この切り替えは、後述する図
５において、コンピュータの演算部から出力されるＶ／
Ｐ切替信号を切り替え器５７へと伝送することにより行
う。

【００３５】そして、Ｖ／Ｐ切替信号を切り替え器５７
に伝送すると、選択されていたテーブル内の速度比例ゲ
インから圧力比例ゲインへと切り替えが行われる。そし
て、センサからの信号に応じて、自動的に選択したテー
ブル内の圧力比例ゲインから最適ゲイン（例えば、図４
（ｂ）において、１０ｍｍ以上で接点数４〜６の場合に
は、最適ゲイン０．３）を選択する（ステップ４０）。

【００３６】次に、図４（ａ）、図４（ｂ）の速度比例
ゲイン及び圧力比例ゲインを使用し、制御コントローラ
１０で行われる射出スクリュ４の制御系を図５に示す。
電動モータ８ａ、８ｂは、制御コントローラ１０により
制御されている。本実施形態の制御コントローラ１０の
速度制御系は、速度指令値Ｖｒ及び速度検出値Ｖを用い
ている。ここで、速度検出値Ｖは、直接的に射出スクリ
ュ４の移動速度を求めてもよいが、例えば、射出スクリ
ュ４の位置を検出し、単位時間当りの位置変化から射出
スクリュ４の速度を計算する手段を備えることにより射
出スクリュ４の速度検出値Ｖを求めてもよい。

【００３７】本実施形態の速度制御系は、速度指令値Ｖ
ｒから速度検出値Ｖを減算して速度偏差（＝Ｖｒ−Ｖ）
を算出する加算器５１と、この速度偏差（＝Ｖｒ−Ｖ）
に位置比例ゲインＫｐｖを乗算して速度対応の指令値
[＝Ｋｐｖ・（Ｖｒ−Ｖ）]に変換する位置比例ゲイン処
理部５２と、圧力検出値Ｐに圧力比例ゲインＫｐｐを乗
算して速度対応の補正値（＝Ｋｐｐ・Ｐ）に変換する圧
力比例ゲイン処理部５４と、位置比例ゲイン処理部５２
で変換された指令値[＝Ｋｐｐ・（Ｖｒ−Ｖ）]を圧力比
例ゲイン処理部５４で変換された補正値（Ｋｐｐ・Ｐ）
で減算補正して速度対応の指令値（速度制御用速度目標
値）Ｕを求める加算器５３とをそなえている。ここで、
速度目標値をＵとすると、Ｕ＝Ｋｐｖ・（Ｖｒ−Ｖ）―
Ｋｐｐ・Ｐを表される。

【００３８】本発明では、予め金型に応じて準備したテ
ーブルを用いて、そのテーブル内にある最適ゲインを選
択することにより射出スクリュを制御する電動射出成型
機について説明した。しかし、このような金型形状に応
じて最適なゲインを選択する方法としては、例えば、制
御コントローラ内に射出全体シミュレータ等が組み込ん
で金型形状を入力すると同時にシミュレーションを実施
して最適ゲインを求めるような手段を備えていてもよ
い。具体的には、金型形状や成型品の形状（以下、形状
データともいう）に関するデータをコンピュータに入力
し、この入力された形状データを、有限要素法、境界要
素法、差分法などの数値解析法で使えるような微小要素
に分解して形状データとして記憶しておくことが好まし
い。また、充填樹脂の物性データと流量と温度、及びス
クリュの移動速度の時間応答のデータを射出条件データ
に入力し、これらのデータに計算に適した単位換算など
の数値処理を施して射出条件データとして記憶しておく
ことが好ましい。さらに、スクリュの断面積、圧損係
数、流量特性係数、及び樹脂圧縮率等を使用してもよ
い。これらのデータに基づいて、金型内部に充填中にお
ける溶融樹脂の流動解析や、保圧過程の解析、及び型内
冷却過程の解析を行うことが好ましい。

【００３９】また、本発明では、射出工程に際して、金
型２、３の特徴的なパラメータである長さ及び接点数に
応じた具体的な数値を選択する例を使用して説明した。
しかしながら、本発明は、これに限らず、入力された金
型形状に関するデータがｘ、ｙであるとき、最適速度比
例ゲインＦｖ及び最適な圧力比例ゲインＦｐを、Ｆｖ＝
ｆ（ｘ、ｙ）及びＦｐ＝ｇ（ｘ、ｙ）として表現される
関数により求めてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、作業者
が金型を取り替えた時点で、金型形状に応じた最適ゲイ
ンが自動的に選択されているため、条件出しに費やす時
間を大幅に短縮できる。さらに、成型に未熟な作業者で
あっても、良品の条件出しを簡単に行うことが可能とな
る。また、作業者が制御パラメータを入力する際に金型
に応じて自動的に最適ゲインを選択するため、例えば、
射出スクリュが暴走して許容値以上の圧力がかかること
により金型を破損したり、あるいは射出スクリュの先端
が最前進位置にぶつかり破損したりすることを未然に防
止することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動射出成型機の射出スクリュを制御
するための制御ブロック図である。

【図２】本発明の電動射出成型機の射出スクリュ近傍を
示す拡大図である。

【図３】本発明の電動射出成型機の成型工程を説明する
ためのフローチャートである。

【図４】（ａ）は、本発明の電動射出成型機の制御に使
用される速度比例ゲインを含むテーブルである。（ｂ）
は、本発明の電動射出成型機の制御に使用される圧力比
例ゲインを含むテーブルである。

【図５】本発明の電動射出成型機の射出スクリュを制御
するための制御ブロック図である。

【図６】従来の電動射出成型機の動作を説明するための
概略図である。

【図７】従来の電動射出成型機の動作を説明するための
概略図である。

【図８】従来の電動射出成型機の射出工程を示すフロー
チャートである。

【図９】従来の電動射出成型機の射出スクリュを制御す
るための制御ブロック図である。

【符号の説明】

１電動射出成型機２固定金型３移動金型４射出スクリュ５可動部６ａ、６ｂボールネジ７ａ、７ｂロードセル８ａ、８ｂ電動モータ９ａ、９ｂアンプ１０制御コントローラ１１ボールナット１２加熱筒１３ａ、１３ｂ回転駆動部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月２５日（２００１．４．２
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】次に、本発明の電動射出成型機１を用いた
制御ステップについて、図３を用いて説明する。ます、
成型に使用する金型２、３を選択する（ステップ３
０）。そして、金型２、３を電動射出成型機１へと取り
付けると、射出スクリュ４の制御に必要なゲインを含む
テーブルの集合から、この金型２、３の形状に応じたテ
ーブルを自動的に選択する（ステップ３２）。このテー
ブルは、例えば、図４（ａ）及び（ｂ）に示すような速
度比例ゲイン及び圧力比例ゲインの２つを含みうる。こ
の場合の例では、テーブルは、金型２、３により成型さ
れる成型品の肉厚に相当する長さと、金型２、３により
成型される成型品の曲げの数に相当する接点数とに基づ
いて、それぞれの条件に応じた複数の異なる最適ゲイン
のデータを備えている。ここで、成型品の肉厚に相当す
る長さとは、成型品の肉厚の平均値や最小値などの成型
品の肉厚に関する特徴的な長さを意味する。また、接点
数とは、単純な例としては、金型２、３により成型され
る成型品が直方体であれば接点数は１であり、Ｌ字型で
あれば接点数は２となることを意味している。また、長
さの減少及び接点数の増加に伴い、速度比例ゲイン及び
圧力比例ゲインの値が増加するのは、接点数が増加する
ほど金型内を樹脂が流動するときの抵抗が大きくなるた
めである。したがって、このような場合には、樹脂圧に
対する制御の応答性を高めるようにゲインの値を大きく
することが好ましい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村田直史兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者村瀬淳治愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社産業機器事業部内Ｆターム(参考） 4F206 AR021 AR081 JA07 JL02 JP18 JT32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された金型形状に関するデータに基
づいて、当該金型形状に適したフィードバック制御にお
いて用いられるゲインの値を求め、そのゲインの値に基
づき制御されることを特徴とする電動射出成型機。
【請求項２】前記金型形状に関するパラメータをｎ個
含み、前記ｎ個のパラメータのそれぞれの数値範囲をｍ
個に区分して、ｍⁿ個（ｍ及びｎは正の整数）の異なる
か同一のゲインの値を含むテーブルを予め作成し、該テ
ーブルから前記金型形状に適したゲインを求めることを
特徴とする請求項１に記載の電動射出成形機。
【請求項３】金型形状とゲインの値の関係がテーブル
で表されることを特徴とする請求項１に記載の電動射出
成型機。
【請求項４】前記入力された金型形状に関するデータ
がｘ、ｙであるとき、最適速度比例ゲインＦｖ及び最適
な圧力比例ゲインＦｐを、Ｆｖ＝ｆ（ｘ、ｙ）及びＦｐ
＝ｇ（ｘ、ｙ）として表現される関数により求めること
を特徴とする請求項１に記載の電動射出成形機。